[发明专利]石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料，其特征在于，由石墨烯、碳纳米管和金属基体构成，石墨烯和碳纳米管相互连接，在金属基体当中构成增强网络，其中石墨烯的体积分数为0.1%至1%，碳纳米管的体积分数为0.5%至5%。

2.如权利要求1所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料，其特征在于，所述石墨烯为单层、双层及10层以内的寡层石墨烯，其径厚比大于200。

3.如权利要求1所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料，其特征在于，所述碳纳米管为单壁、双壁或多壁碳纳米管，其长径比大于20。

4.如权利要求1-3任一项所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料，其特征在于，所述金属基体为铝、铜、镁、钛、铁、镍的纯金属及其合金中的一至多种。

5.如权利要求4所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料，其特征在于，所述金属基体采用径厚比大于10的片状金属粉末，其厚度介于200nm-5μm之间，直径在5-500um之间。

6.如权利要求1-5所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）采用料浆共混工艺制备（氧化石墨烯-碳纳米管）/金属复合粉末；

（2）对（氧化石墨烯-碳纳米管）/金属复合粉末进行还原处理，得到（石墨烯-碳纳米管）/金属复合粉末；

（5）对（石墨烯-碳纳米管）/金属复合粉末进行致密化处理，得到大块、密实的（石墨烯-碳纳米管）/金属复合材料。

7.如权利要求6所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料的制备方法，其特征是，所述的料浆共混工艺，包含以下步骤：

（1）制备金属粉末料浆；

（2）分别制备氧化石墨烯分散液和碳纳米管分散液；

（3）先向金属粉末料浆中加入碳纳米管分散液，经搅拌或超声分散至完全吸附，然后加入氧化石墨烯分散液，经搅拌或超声分散至完全吸附，最后再进行过滤、干燥得到（氧化石墨烯-碳纳米管）/金属复合粉末。

8.如权利要求6所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料的制备方法，其特征是，所述的料浆共混工艺，包含以下步骤：

（1）制备金属粉末料浆；

（2）分别制备氧化石墨烯分散液和碳纳米管分散液；

（3）分别向两份金属粉末料浆中加入碳纳米管分散液和氧化石墨烯分散液，经搅拌或超声分散至完全吸附，得到氧化石墨烯/金属料浆和碳纳米管/金属料浆；

（4）将氧化石墨烯/金属料浆和碳纳米管/金属料浆混合，经搅拌或超声分散至均匀，然后再进行过滤、干燥得到（氧化石墨烯-碳纳米管）/金属复合粉末。

9.如权利要求6所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料的制备方法，其特征是，所述的料浆共混工艺，包含以下步骤：

（1）制备金属粉末料浆；

（2）分别制备氧化石墨烯分散液和碳纳米管分散液；

（3）将氧化石墨烯分散液和碳纳米管分散液混合，经搅拌或超声分散至均匀，得到（氧化石墨烯-碳纳米管）分散液；

（4）向金属粉末料浆中加入（氧化石墨烯-碳纳米管）分散液，经搅拌或超声分散至完全吸附，然后再进行过滤、干燥得到（氧化石墨烯-碳纳米管）/金属复合粉末。

10.如权利要求6-9任一项所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料，其特征在于，所述的金属粉末料浆，其中金属粉末的体积含量小于20%。

11.如权利要求6-9任一项所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料，其特征在于，所述的氧化石墨烯分散液中，氧化石墨烯的浓度为0.2mg/ml至1mg/ml。

12.如权利要求6-9任一项所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料，其特征在于，所述的碳纳米管分散液中，碳纳米管的浓度为1mg/ml至5mg/ml。

13.如权利要求6-9任一项所述的石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料，其特征在于，采用水或有机溶剂制备金属粉末料浆、氧化石墨烯分散液和碳纳米管分散液，其中有机溶剂选自乙醇、甲醇、丙酮。